喷雾干燥器毕业设计说明书

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1、目录第一章 绪论 I第一节干燥技术的发展与应用 错误!未定义书签。第二节喷雾干燥简述 错误!未定义书签。第三节牛奶的喷雾干燥法 9第二章设计计算 11第一节设计题目及工艺条件 11第二节工艺计算 11第三章结构设计 16第一节雾化器的选择 16第二节塔径的计算 16第三节塔高计算 17第四节热风分布器设计 17第五节选用保温层 19第六节连接管路计算 20第四章强度计算 22第一节确定壁厚 22第二节干燥塔强度计算 22第三节开孔补强 26第五章附属设备的选择 29第一节加热器的选择 29第二节选用旋风分离器 29第三节法兰设计 30第四节阻力损失计算 30第五节选用风机 31第六节人孔兼视镜

2、，灯孔设计 31第七节振打器选型 31第八节星形排料器选型 32参考文献33致谢错误!未定义书签。附录35第一章 绪论第一节 干燥技术的发展与应用干燥技术有很宽的应用领域。面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、 产品质量及其他方面千差万别的要求，干燥技术是一门跨行业、跨学科、具有实 验科学性质的技术。通常，在干燥技术的开发及应用中需要具备三个方面的知识和技术。第 一是需要了解被干燥物料的理化性质和产品的使用特点。第二是要熟悉传递工程 的原理，即传质、传热、流体力学和空气动力学等能量传递的原理。第三要有实 施的手段，即能够进行干燥流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计。 显然，这三方面的

3、知识和技术不属于一个学科领域。而在实践中，这三方面的知 识和技术又缺一不可。所以干燥技术是一门跨行业、跨学科的技术。现代干燥技术虽已有一百多年的发展史，但至今还属于实验科学的范畴。大 部分干燥技术目前还缺乏能够精准指导实践的科学理论和设计方法。实际应用 中，依靠经验和小规模试验的数据来指导还是主要的方式。造成这一局面的原因 有以下几方面：原因之一：是干燥技术所依托的一些基础学科（主要是隶属于传递工程 范畴的学科）本身就具有实验科学的特点。例如，空气动力学的研究发展还要靠 “风洞”试验来推动，就说明它还没有脱离实验科学的范畴。而这些基础学科自 身的发展水平直接影响和决定了干燥技术的发展水平。原因

4、之二：是很多干燥过程是多种学科技术交汇进行的过程，牵涉面广、变 数多、机理复杂。例如在喷雾干燥技术领域，被雾化的液滴在干燥塔内的运行轨 迹是工程设计的关键。而液滴的轨迹与自身的体积、质量、初始速度和方向及周 围其他液滴和热风的流向流速有关。但这些参数由于传质、传热过程的进行，无 时无刻不在发生着变化。而且初始状态时，无论是液滴的大小还是热风的分布都 不可能是均匀的。显然，对于如此复杂、多变的过程只凭借理论计算来进行工程 设计是不可靠的。原因之三：是被干燥物料的种类是多种多样的，其理化性质也是各不相同的。 不同的物料即使在相同的干燥条件下，其传质、传热的速率也可能有较大的差异。 如果不加以区别对

5、待，就有可能造成不尽人意的后果。例如某些中草药的干燥， 虽然同属一种药材只因为药材产地或收获期存在区别就须改变干燥条件，否则产 品质量就会不合格。以上三方面的原因决定了干燥技术的开发与应用要以试验为基础。但干燥技 术的这些特点往往被人有意或无意地忽视。制造厂商由于试验装置缺乏或类型不 全（这在我国是一个普遍存在的现象）经常回避应做的干燥实验，而用户由于不 了解干燥技术的特点，也经常放弃进行必要试验的要求。其结局是装置使用效果 不佳，甚至于报废。因此，建设工业干燥装置尤其是较大的装置之前，一定要进 行充分的、有说服力的试验，并以试验结果作为工业装置建设的依据。第二节 喷雾干燥简介干燥技术种类繁多

6、、各具用途是干燥技术的一个特点。每一种技术都有自己 适宜应用的领域。在工程实践中，要根据具体情况选择适用的干燥技术种类。这 对投资费用、操作成本、产品质量、环保要求等方面都会产生重大的影响。如厢 式干燥、喷雾干燥、旋转气流快速干燥三种模式。厢式干燥生产白碳黑虽然生产 效率低、人员劳动强度大，但产品质量好，与橡胶混炼后所生成的制品扯断强度 值较高。旋转气流快速干燥设备紧凑、投资少、生产效率高，但所生成的橡胶制 品的强度指标却是三者间最差的。喷雾干燥生产白碳黑，产品各项指标在三者间 居中，但具有产品流动性好、粉尘污染小, 深受用户及本厂操作者欢迎的特点。 在20 世纪90 年代，为白炭黑生产中采用

7、哪种干燥方式更为先进的问题，曾在我 国干燥界引发过争论。其实, 三种设备各有特点，选用哪种类型的技术要看用户 自身的条件和产品要求。不存在哪种技术更为先进的结论。干燥技术种类繁多、各具用途的特点。所以在应用中要仔细比较、慎重选择 技术方案, 而通过干燥试验来考核技术方案也是必不可少的步骤。喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾 化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶 液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。喷雾干燥原理是通过机械作用，将需干燥的物料，分散成很细的像雾一样的 微粒，（增大水分蒸发面积，加速干燥过程）与热

8、空气接触，在瞬间将大部分水 分除去，使物料中的固体物质干燥成粉末。喷雾干燥具传热快，水分蒸发迅速，干燥时间瞬间的特点，且制品质量好， 质地松脆，溶解性能也好，能改善某些制剂的溶出速率，适用于热敏性药物，此 外，喷雾干燥还可用于制备微囊。喷雾干燥的优点：1. 干燥过程非常迅速；2. 可直接干燥成粉末；3. 易改变干燥条件，调整产品质量标准；4. 由于瞬间蒸发，设备材料选择要求不严格；5. 干燥室有一定负压，保证了生产中的卫生条件，避免粉尘在车间内飞扬， 提高产品纯度；6. 生产效率高，操作人员少。喷雾干燥的缺点：1. 设备较复杂，占地面积大，一次投资大；2. 雾化器，粉末回收装置价格较高；3.

9、需要空气量多，增加鼓风机的电能消耗与回收装置的容量；4. 热效率不高，热消耗大。喷雾干燥对设备的要求：1. 与产品接触的部位，必须便于清洗灭菌；2. 应有防止焦粉措施，防止热空气产生涡流与逆流；3. 防止空气携带杂质进入产品；4. 配置温度、压力指示纪录仪装置，便于检查生产运转；5. 具有高回收率的粉尘回收装置；6. 应迅速出粉冷却，以提高溶解度、速溶性；7干燥室内温度及排风温度，不允许超过100C，保证安全与质量；8. 喷雾时浓奶液滴与热空气均匀接触，提高热效率；9. 对粘度物质尽量减少粘壁现象。按微粒化方法分类（1）压力喷雾干燥法： 原理：利用高压泵，以70200大气压的压力，将物料通过雾

10、化器（喷枪）， 聚化成10200的雾状微粒与热空气直接接触，进行热交换，短时间完成干燥。 压力喷雾微粒化装置：M型和S型，具有使液流产生旋转的导沟，M型导 沟轴线垂直于喷嘴轴线，不与之相交；S型导沟轴线与水平成一定角度。其目的 都是：设法增加喷雾时溶液的湍流度。（2）离心喷雾干燥法： 原理：利用水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力，使其以高速甩 出，形成薄膜、细丝或液滴，由于空气的摩擦、阻碍、撕裂的作用，随圆盘旋转 产生的切向加速度与离心力产生的径向加速度，结果以一合速度在圆盘上运动， 其轨迹为一螺旋形，液体高着此螺旋线自圆盘上抛出后，就分散成很微小的液滴 以平均速度沿着圆盘切径方向运动，

11、同时液滴又受到地心吸力而下落，由于喷洒 出的微粒大小不同。因而它们飞行距离也就不同，因此在不同的距离落下的微粒 形成一个以转轴中心对称的圆柱体。 获得较均匀液滴的要求：a.减少圆盘旋转时的震动b.进入圆盘液体数量 在单位时间内保持恒定c.圆盘表面平整光滑d.圆盘的圆周速率不宜过小， rmin=60m/s，乳(100-160m/s)若60m/s,喷雾液滴不均匀，喷距似乎主要由一 群液滴及沉向盘近处的一群细液滴组成，并随转速增高而减小。 离心喷雾器的结构:要求：润湿周边长，能使溶液达到高转速，喷雾均匀， 结构坚固、质轻、简单、无死角、易拆洗、有较大生产率。按干燥室形式分类 根据干燥室中热风和被干燥

12、颗粒之间运动方向分类：并流型、逆流型、混流 型。牛乳中常采用并流型。并流型可采用较高的进风温度来干燥，而不影响产品 的质量。喷雾干燥往往是制造过程中最后的一个步骤，它就是经由不断的喷雾、混合 和干燥来使物质从液体变为粉末。在众多储存食物的技术中，喷雾干燥法有其独 特的优越性。因为此技术所使用的温度并不是很高，所以在去除微生物污染的同 时，仍可以有效保留食物的味道、色泽和营养。喷雾干燥法通常被用于去除原料中水份。除此之外，它还有着其它多种用途， 例如：改变物质的大小、外形或密度，它能在生产过程中协助添加其它成份，有 助于生产质量标准最严格的产品。喷雾干燥器实际上就是一种干燥器，将雾化的物料干燥成

13、颗粒状粉料，其关 键就是雾化(分散)、干燥(热交换)、造粒六个字。喷雾干燥器实际上也是通用 装备在陶瓷工业生产中起到造粒、干燥的专业化应用，因为本装备对于传统陶瓷 工业的现代化生产起着重要的作用。常规的雾化方法有3种:旋转雾化、压力雾化及气流雾化。 旋转雾化喷雾干 燥的特点是单机生产能力大(喷雾量可达200t/h)，进料量容易控制，操作弹性大， 应用比较广泛。压力式雾化器喷雾干燥的特点是可以制造粗粒子，维修方便，由 于喷嘴孔很小，易堵塞，故料液必须严格过滤，喷嘴孔易磨损，须用耐磨材料制 造。压力式喷嘴还有一种新结构，称为压力-气流式喷嘴，它的特点为中心是压 力式喷嘴，周围的环境隙为气流式喷嘴。

14、雾化分为两个阶段:压力喷嘴首先形成 液膜，此液膜被气流第二次雾化，使雾滴更细。这种类型喷嘴的优点为:(1) 调节压缩空气的压力，便可调节液滴直径，操作简单了；(2) 大产量、高粘度的料液也能够雾化为细雾滴；(3) 如果停用压缩空气，原来的压力式喷嘴也能使用。气流雾化器主要用于实验室及中间工厂，其动力消耗大，前两种雾化器都不 能雾化的料液，采用气流式雾化器可能雾化，高粘度的糊状物、膏状物及滤饼物 料，可采用三流体喷嘴来雾化。气流干燥机气流干燥技术成熟，若有操作数据可 以直接设计。目前，有不少干燥设备制造厂能提供这种类型设备。流化床干燥机 仅次于喷雾干燥机，分为加料部位设置搅拌器的流化床干燥机和具

15、有内换热的流 化床干燥机，当用流化床干燥易于团结或结块的粉粒体物料时，在水分比较大的 加料段会产生流化困难现象，这时在加料段设置搅拌器，消除结团问题，能达到 正常流化。后者是传导传热和对流传热的组合，当用于正常流化态的热空气量远 远不能满足干燥所需的热量时，采用设置内换热器，供给部分或大部分热量，这 种操作方式可以显著的节能。内换热器有多种形式，流化床还经常用于组合干燥 的第二级和第三级干燥机。在普通流化床上施加振动，称振动流化床。振动流化 从产生振源上可分为2类:一类为振动电机驱动,另一类为普通电机通过激振箱使 弹簧产生振动，振动流化床尺寸大时，后者效果较好。流化床喷雾造粒干燥机， 该过程是流态化技术、雾化技术和干燥技术三者有机结合。它是将雾化的料液喷 洒到已流化的晶种床上，使晶种不断长大和干燥，待长大到规定尺寸时排出器外。 该设备体积小，生产能力大，能制造大颗粒，该设备的工业应用已日益增加。喷雾干燥器的工作原理是：用喷雾的方法将物料喷成雾滴分散在热空气中， 物料与热空气呈并流、逆流或混流的方式互相接触，使水分迅速蒸发，达到干燥 目的。采用这种干燥方法，可以省去浓缩、过滤、粉碎等单元操作，可以获得30500 口m的粒状产品。而且干燥时间短，一般干燥时间为530s。喷雾干燥适用于高 热敏性物料和料液浓缩